Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft Anlagen zur Abgabe von Beschichtungsmaterial,
insbesondere eine Vorrichtung zum Aufhängen und Bewegen von Beschichtungsmaterial-
Abgabeeinrichtungen bzw. Beschichtungsmaterialbehältern in einer Spritzkabine.
Hintergrund der Erfindung
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Das Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf Gegenstände erfolgt
herkömmlicherweise in länglichen, tunnelartigen Spritzkabinen, die einen Einlaß für den
Gegenstand, einen Beschichtungsaufbringungsbereich, bei manchen Ausführungen
einen Aushärte- oder Trocknungsbereich und einen Auslaß für den Gegenstand
aufweisen. Bei manchen Anlagen wird "klimatisierte" Luft, d. h. angewärmte und
gefilterte Luft, mit einem Gebläse oder Ventilator in eine Sammelkammer im oberen
Bereich der Spritzkabine eingespeist und nach unten auf den Boden der Kabine
gerichtet. Alternativ wird im Inneren der Spritzkabine ein Unterdruck erzeugt, der
Umgebungsluft vom oberen Bereich der Spritzkabine nach unten zum Boden zieht.
Bei beiden Ausführungen wird überschüssiges versprühtes Beschichtungsmaterial
in dem nach unten gerichteten Luftstrom in der Spritzkabine mitgeführt und einer
Pulversammel- und Rückgewinnungseinrichtung am Boden oder der Seite in der
Kabine zugeführt, wo es von Filtern aufgenommen wird, die gefilterte oder saubere
Luft an die Atmosphäre abgeben oder zur Wiederverwendung in die Anlage
zurückführen.
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Bei der Beschichtung von großen Gegenständen, beispielsweise
Fahrzeugkarosserien, sind sowohl senkrechte als auch waagrechte Oberflächen zu beschichten,
während der Gegenstand durch die Spritzkabine wandert. Beispielsweise die
Kotflügel und die Türen einer Fahrzeugkarosserie wandern in senkrechter
Ausrichtung durch die Spritzkabine, während die Bereiche Motorhaube, Dach und
Kofferraum der Karosserie in horizontaler Ausrichtung durch die Spritzkabine
wandern. Um eine gleichmäßige Beschichtung all dieser Oberflächen zu erzielen,
waren bisher eine oder mehrere Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen an
den Seitenwänden der Spritzkabine vorgesehen, um die vertikal ausgerichteten
Oberflächen der Karosserie zu beschichten, und eine oder mehrere
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrchtungen im oberen Bereich der Spritzkabine angebracht, um
Beschichtungsmaterial nach unten auf die Bereiche Dach, Motorhaube und
Kofferraum der Karosserie abzugeben. In Abhängigkeit von der Größe der
Fahrzeugkarosserie, der Anzahl und der Anbringungsstelle der verwendeten
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen bzw. Beschichtungsmaterialbehälter sowie einer
Reihe anderer Faktoren wird eine Tragkonstruktion benötigt, um sowohl die seitlich
als auch die über Kopf angebrachten Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen
relativ zur Karosserie zu bewegen, damit auf allen Oberflächen der gewünschte
Überzug erzielt wird. In vielen Fällen wird die Ablagerung des
Beschichtungsmaterials auf dem Gegenstand noch dadurch unterstützt, daß das
Beschichtungsmaterial beim Austragen aus den Abgabeeinrichtungen elektrostatisch aufgeladen
wird und die Karosserien bzw. die anderen zu beschichtenden Gegenstände auf
einem anderen Ladungszustand gehalten oder geerdet werden, so daß das
aufgeladene Beschichtungsmaterial elektrostatisch von den Gegenständen angezogen
wird.
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Ein Problem in Verbindung mit der üblicherweise eingesetzten Einrichtung zum
Bewegen der Beschichtungsmaterialbehälter in Spritzkabinen ist die Möglichkeit der
Verunreinigung des Beschichtungsmaterials während dessen Aufbringens auf die
Fahrzeugkarosserie bzw. andere Gegenstände in der Spritzkabine. Bisher befanden
sich die Einrichtungen zum Bewegen der seitlich und über Kopf angebrachten
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen innerhalb der Spritzkabine. Dadurch
kann es zu einer Verunreinigung des Beschichtungsmaterials kommen, wenn dieses
mit geschmierten Verbindungsstellen und Antriebselementen der Einrichtungen
zum Bewegen der Abgabeeinrichtungen in Berührung kommt. Darüberhinaus
befinden sich auch die Leitungen, die den Abgabeeinrichtungen
Beschichtungsmaterial zuführen, und bei einigen Anlagen auch die Leitungen, die unter
Hochspannung stehende Elektrostatikkabel zu den Abgabeeinrichtungen führen,
normalerweise innerhalb der Spritzkabine. Bei Pulveranwendungen können diese
Versorgungsleitungen zu einer weiteren Verunreinigung des Beschichtungsmaterials
durch Abrieb und Ausfallen von nicht zerstäubtem Pulver auf das Substrat führen.
Weitere Probleme und nachteilige Auswirkungen auf Elemente der
Beschichtungsanlage entstehen durch deren ständigen Kontakt mit dem Beschichtungsmaterial
in der Spritzkabine.
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Ein weiteres Problem der bisher verwendeten Einrichtungen zum Bewegen der -
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen besteht in der Erzeugung von
Luftturbulenzen in der Spritzkabine. Luftturbulenzen sind von besonderer Bedeutung,
wenn statt flüssiger Anstrichfarben mit hohem Feststoffgehalt
Pulverbeschich
tungsmaterial verwendet wird. Pulverisiertes Harzbeschichtungsmaterial weist
andere physikalische Eigenschaften und ein viel geringeres Gewicht auf als
zerstäubte Flüssigfarbteilchen, und es wird von der Abgabeeinrichtung wolkenartig
auf den zu beschichtenden Gegenstand abgegeben. Es wurde festgestellt, daß
beim Aufbringen von leichtem Pulvermaterial geringer Dichte auf eine
Fahrzeugkarosserie, insbesondere auf deren horizontale Oberflächen wie Motorhaube, Dach
und Kofferraum, Einrichtungen, die die Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen
gegenüber diesen Oberflächen auf und ab, von einer Seite zur anderen bewegen
und/oder verschwenken, in der Spritzkabine Luftturbulenzen erzeugen können. Das
bedeutet, daß im nach unten gerichteten Luftstrom in der Kabine, der
überschüssiges versprühtes Beschichtungsmaterial mit sich führt, Wirbel gebildet werden,
wenn die Einrichtung, die die über Kopf angebrachten Abgabeeinrichtungen trägt,
gegenüber dem zu beschichtenden Gegenstand bewegt wird. Diese Luftturbulenz
kann zu einem ungleichmäßigen Überzug auf dem Gegenstand führen, weil
dadurch der Zustrom von Pulvermaterial von der Abgabeeinrichtung zum zu
beschichtenden Gegenstand unterbrochen wird.
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Das EP-A-0 480 663, dessen Inhaber der Erwerber der vorliegenden Anmeldung
ist, offenbart eine Vorrichtung zum Halten und Bewegen von
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtung in einer Spritzkabine, die ein aerodynamisch geformtes
Gehäuse für die Abgabeeinrichtung aufweist. Die Seiten des Gehäuses für die
Abgabeeinrichtung werden von einem Paar Stützen gehalten, die gegenüber dem
Kabineninneren isoliert sind, so daß sich das Gehäuse so in dem nach unten
gerichteten Luftstrom im Kabineninneren befindet, der überschüssiges versprühtes
Beschichtungsmaterial zur Sammelstelle mit sich führt, daß die Vorderkante des
Gehäuses für die Abgabeeinrichtung zum oberen Teil der Spritzkabine weist und
seine Hinterkante zu den Gegenständen, die durch die Kabine wandern. An der
Hinterkante des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung sind ein oder mehrere
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen angebracht, um
Pulverbeschichtungsmaterial nach unten auf den zu beschichtenden Gegenstand abzugeben.
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Weitere Probleme der derzeit verwendeten Einrichtungen zum Bewegen der
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen bestehen in Beschädigungen und
Stillstandszeiten, die sich durch Zusammenstöße zwischen den
Beschichtungseinrichtungen und den durch die Spritzkabine wandernden Gegenständen ergeben.
Derartige Zusammenstöße sind im allgemeinen das Ergebnis von Fehlbedienungen
bei der Anfangseinstellung oder bei Prozeßänderungen in der Fertigungsstraße vor
dem Sprühbeschichten. Ein häufiger Grund für Zusammenstöße ist beispielsweise
die Eingabe falscher Daten betreffend Art und/oder Größe des in der Spritzkabine
zu beschichtenden Gegenstands. Wird die Steuerung der Beschichtungseinrichtung
mit falschen Daten gefüttert, entsprechen die Bewegungen der Einrichtung in der
Spritzkabine nicht exakt der Größe und der Form des durch die Spritzkabine
wandernden Gegenstands. Dadurch kommt es oft zu einem Zusammenstoß
zwischen den Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen oder anderen Teilen der
Beschichtungseinrichtung und einem durch die Kabine wandernden Gegenstand.
Derartige Zusammenstöße führen offensichtlich zu kostenträchtigen
Beschädigungen sowohl an der Beschichtungseinrichtung als auch an den durch die
Spritzkabine wandernden Gegenständen. Außerdem verursachen derartige Zusammenstöße
längere Stillstandszeiten aufgrund der Reparatur der Gegenstände und der
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen, die an dem Zusammenstoß beteiligt
waren. Beim Einsatz von flüssigem Beschichtungsmaterial werden bereits
photooptische Kollisionserfassungseinrichtungen mit Erfolg eingesetzt, jedoch sind
derartige Einrichtungen bei der Pulverbeschichtung wegen des Rückstrahlungseffekts
des Pulverbeschichtungsmaterials im allgemeinen unzweckmäßig.
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Außerdem sind die bisherigen Sprühbeschichtungseinrichtungen nicht in der Lage,
die über Kopf angebrachten Abgabeeinrichtungen so zu bewegen, daß das
Beschichtungsmaterial in der vorteilhaftesten und wirksamsten Weise auf
Gegenstände aufgebracht wird, die konkave Formen, konvexe Formen oder
unterschiedliche Breiten aufweisen. Während die bisherige Tragvorrichtung sowohl eine
vertikale als auch eine Seitwärtsbewegung von
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen als Einheit ermöglicht, läßt diese Vorrichtung eine vertikale Bewegung
eines oder mehrerer Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen relativ zu anderen
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen, die starr an der vertikal bewegbaren
Tragvorrichtung montiert sind, sowie relativ zur Tragvorrichtung selbst nicht zu
und ermöglicht auch keine vertikale Bewegung des einen Endes der
Tragvorrichtung relativ zum anderen Ende. Was Gegenstände mit unterschiedlichen Breiten
angeht, bieten die bisherigen Tragvorrichtungen nicht die Möglichkeit, bei der
Bewegung der Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen von einer Seite zur
anderen den Hub "im Flug" oder während der Hin- und Herbewegung zu ändern,
um die Gegenstände beim Durchlaufen der Spritzkabine schnell und wirksam zu
beschichten und eine beträchtliche Vergeudung von Beschichtungsmaterial zu
verhindern, die durch Versprühen großer Überschußmengen entsteht.
Zusammenfassung der Erfindung
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Somit ist es Aufgabe der Erfindung, das Einbringen von Verunreinigungen in das
Beschichtungsmaterial, das im Inneren einer Spritzkabine aufgebracht wird, zu
verhindern.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, es zu verhindern, daß
Beschichtungsmaterial mit Elementen einer Beschichtungseinrichtung in Kontakt kommt und
diese nachteilig beeinflußt.
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Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, Luftturbulenzen im Inneren der
Spritzkabine während der Bewegung der
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen relativ zu einem die Spritzkabine durchlaufenden Gegenstand zu minimieren.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Beschädigungen der
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtung sowie der zu beschichtenden Gegenstände zu
verhindern oder zu minimieren, wenn es zu einem Zusammenstoß zwischen der
Einrichtung und den die Spritzkabine durchlaufenden Gegenständen kommt.
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Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kollisionserfassungseinrichtung
bereitzustellen, die sowohl in Flüssigbeschichtungs- als auch in
Pulverbeschichtungsumgebung erfolgreich arbeitet.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Beschichtungsmaterial
wirksamer auf konkav geformte Gegenstände wie Ladepritschen, die die Spritzkabine
durchlaufen, aufzubringen.
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Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, Beschichtungsmaterial wirksamer auf
konvex geformte Gegenstände, die die Spritzkabine durchlaufen, aufzubringen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Beschichtungsmaterial
wirksamer auf Gegenstände unterschiedlicher Breite, die die Spritzkabine durchlaufen,
aufzubringen.
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Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse für eine Abgabeeinrichtung
zur Verfügung zu stellen, das im wesentlichen vollständig aus nichtleitfähigem
Material besteht.
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Die Tragvorrichtung für Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen weist
erfindungsgemäß auf: ein Paar vertikaler Stützen, eine Halterung für
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen, die zwischen den beiden vertikalen Stützen entlang
einer Achse angebracht ist, und mindestens eine
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtung, die an der Halterung für Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen
angebracht ist, zur Abgabe von Beschichtungsmaterial auf Gegenstände, die relativ
zu der/den Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen und der Halterung für
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen bewegt werden, und ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Halterung für Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen
während eines Beschichtungsvorgangs sich frei um die Achse drehen kann, so daß
sich die Halterung für Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen beim
Zusammenstoß mit einem Gegenstand, der sich während des Beschichtungsvorgangs
relativ dazu bewegt, um die Achse drehen kann. Die Vorrichtung weist
vorzugsweise ein Gehäuse für eine Abgabeeinrichtung auf, das eine aerodynamisch
geformte Außenseite mit einer Vorderkante, einer Hinterkante und einander
gegenüberliegenden, im wesentlichen gekrümmten Seiten hat. Zwei Stützen, die
gegenüber dem Innenraum der Spritzkabine isoliert sind, halten das Gehäuse für die
Abgabeeinrichtung so, daß dessen Vorderkante in den Kopfraum bzw. zur Decke
der Sprühkabine und seine Hinterkante zu den Gegenständen, die die Kabine
durchlaufen, weist. Ein oder mehrere Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen
sind an der Hinterkante des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung so angebracht,
daß sie Pulverbeschichtungsmaterial nach unten auf den Gegenstand,
beispielsweise, die Motorhaube, das Dach oder den Kofferraum einer Fahrzeugkarosserie
abgeben. Jede Stütze trägt eine Seite des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung,
und an mindestens einer der Stützen ist eine Einrichtung vorgesehen, die das
Gehäuse für die Abgabeeinrichtung relativ zu den die Kabine durchlaufenden
Gegenständen vertikal und von Seite zu Seite bewegen sowie verschwenken kann.
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Wichtig ist, daß das Gehäuse für die Abgabeeinrichtung eine aerodynamisch
geformte Außenseite hat, die Luftturbulenzen neben und unter dem Gehäuse und
um das besprühte Substrat herum reduziert. Die Außenseite des Gehäuses für die
Abgabeeinrichtung kann die Grundform einer Tragfläche haben, bei der die
Vorderkante leicht konvex gekrümmt ist, die Hinterkante im wesentlichen in
Dreiecksform konisch nach innen zuläuft und die Seiten von der Vorderkante zur
Hinterkante hin im wesentlichen gekrümmt sind. Alternativ dazu kann die Außenfläche
des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung eine Vorderkante von konvex
gekrümmter, vorzugsweise halbzylindrischer Form, eine Hinterkante, die eben und im
wesentlichen senkrecht zum Luftstrom in der Kabine ist und ebene Seitenwände,
die im wesentlichen parallel zum Luftstrom in der Kabine sind, aufweisen. Während
diese Ausführungsform möglicherweise weniger aerodynamisch ist als das zuerst
beschriebene Gehäuse für eine Abgabeeinrichtung, hat sich die bogenförmig
gekrümmte Vorderkante als ausreichend aerodynamisch erwiesen, um
Luftturbulenzen innerhalb der Spritzkabine wesentlich zu reduzieren, wobei diese
Ausführungsform insbesondere beim Aufbringen von Pulverbeschichtungen eher nicht
bewirkt, daß der entstehende Luftstrom das Sprühmuster des
Beschichtungsmaterials "zusammendrückt" oder begrenzt. Diese aerodynamischen Formen
erzeugen eine im wesentlichen laminare Strömung der vorbeiströmenden Luft.
Diese laminaren Strömungsbedingungen im Bereich des Gehäuses für die
Abgabeeinrichtung stellen sicher, daß zwischen den
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen an der Hinterkante des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung und den
unterhalb der Abgabeeinrichtungen hindurchgeführten Gegenständen ein Minimum
an Luftturbulenzen entsteht. Weil Pulverbeschichtungsmaterial eine so geringe
Dichte und ein so geringes Gewicht hat, ist die Minimierung von Luftturbulenzen
in der Spritzkabine wichtig, damit auf den horizontalen Flächen der zu
beschichtenden Gegenständen eine gleichmäßige Beschichtung entsteht.
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Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt der beiden im folgenden noch näher
beschriebenen Ausführungsformen besteht darin, daß die Versorgungsleitungen der
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen vollständig im Inneren des Gehäuses
für die Abgabeeinrichtung untergebracht sind. Vorzugsweise sind die
Versorgungsleitungen, die den Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen
Pulverbeschichtungsmaterial zuführen, und die Leitungen, die entweder
Hochspannungs-Elektrostatikkabel zu Ladeelektroden oder Niederspannungskabel zu den den einzelnen
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen zugeordneten
Spannungsvervielfachern führen, sämtlich innerhalb des Behältergehäuses untergebracht und
gegenüber dem Innenraum der Spritzkabine isoliert. Zusätzlich werden diese
Versorgungsleitungen durch hohle Tragrohre, die jeweils zwischen einer Stütze und einem
Ende des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung vorgesehen sind, zum Gehäuse für
die Abgabeeinrichtung geführt, wodurch die Versorgungsleitungen noch zusätzlich
gegenüber dem Inneren der Spritzkabine isoliert sind. Dadurch wird verhindert, daß
das aus den Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen abgegebene
Beschichtungsmaterial beispielsweise durch überschüssiges, nicht zerstäubtes Material, das
von freiliegenden oder äußeren Versorgungseinrichtungen herunterfällt,
verunreinigt wird.
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Eine Verunreinigung von Beschichtungsmaterial im Inneren der Spritzkabine durch
die Einrichtung zum Bewegen des Gehäuses der Abgabeeinrichtung wird ebenfalls
verhindert, indem die Stützen in einem Raum untergebracht werden, der zwischen
einer Innenwand und einer Außenwand der Spritzkabine gebildet wird. Die zu
beschichtenden Gegenstände werden zum Beschichten durch den Raum zwischen
den Innenwänden der Spritzkabine hindurchgeführt, und die säulenartigen Stützen
sind mit Ausnahme der von ihnen aus zu einer Seite des Gehäuses für die
Abgabeeinrichtung verlaufenden Tragrohre vom Beschichtungsraum bzw. der
Spritzkammer getrennt. Zwischen diesen Tragrohren und den Innenwänden der
Spritzkabine wird vorzugsweise eine bewegliche Dichtung angebracht, damit das Gehäuse
für die Abgabeeinrichtung im Inneren der Spritzkabine vertikal bewegt werden
kann, während die Stützen gegen die Spritzkammer abgedichtet sind.
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Jede der Stützen auf gegenüberliegenden Seiten der Spritzkabine sollte mindestens
eine vertikale Säule aufweisen, die vertikale Bahnen besitzt, welche einen Schlitten
tragen, der dort vertikal entlang bewegt werden kann. An jedem Schlitten ist eines
der Tragrohre befestigt, die mit einem Ende des Gehäuses für die
Abgabeeinrichtung verbunden sind. Der Schlitten an jeder vertikalen Säule hat die Aufgabe,
das Gehäuse für die Abgabeeinrichtung vertikal relativ zu den Gegenständen in der
Spritzkabine zu bewegen, und es ist eine weitere Einrichtung am Schlitten bei
mindestens einer der vertikalen Säulen vorgesehen, um das Gehäuse für die
Abgabeeinrichtung von einer Seite zur anderen, d. h. entlang einer Achse, zu
bewegen, die vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gegenstände in
der Spritzkabine ist, und zumindest bei der ersten Ausführungsform das Gehäuse
für die Abgabeeinrichtung um die senkrechte Achse zu verschwenken. Dieses
Bewegen des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung in vertikaler Richtung, von einer
Seite zur anderen und um die Drehachse bringt die
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen an die gewünschte Stelle relativ zu den Gegenständen, die die
Spritzkabine durchlaufen, so daß auf allen horizontalen Oberflächen die
gewünschte Beschichtung entsteht. Jede Tragvorrichtung sollte zwei vertikale Säulen
aufweisen, so daß in der Spritzkammer der Kabine zwei Gehäuse für
Abgabeeinrichtungen eingesetzt werden können; es wird davon ausgegangen, daß je nach
den Anforderungen des speziellen Anwendungsfalls grundsätzlich eine beliebige
Anzahl von Tragvorrichtungen für eine Spritzkabine einer gegebenen Größe
verwendet werden könnte.
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Bei einer eigens zum Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf Lieferwagenkasten
gestalteten Vorrichtung, sind die Gehäuse für die Abgabeeinrichtung sämtlich mit
mehreren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen versehen, die relativ
zuein
ander und zu dem Gehäuse für die Abgabeeinrichtung, das sie aufnimmt, in
vertikaler Richtung bewegbar sind. Sobald also die Schlitten das Gehäuse für die
Abgabeeinrichtung vertikal zu einer ersten Ausgangsposition bezogen auf die
Oberkante des Lieferwagenkastens bewegen, werden ausgewählte
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen unabhängig voneinander abwärts in den Kasten
bewegt, um den Kastenboden zu beschichten, während die übrigen
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen in der Ausgangsposition verbleiben, damit sie die
oberen horizontalen Kanten des Kastens nicht berühren. Somit wird der
erforderliche Vertikalhub des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung dank der unabhängigen
Vertikalbewegung zumindest einiger der
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen selbst verringert. Als Mechanismus zum Bewegen des Gehäuses für die
Abgabeeinrichtung von einer Seite zur anderen oder entlang einer Achse senkrecht
zur Bewegungsrichtung der Gegenstände in der Spritzkabine weist einer der
Schlitten eine Kugelumlaufspindel auf, die von einem Servomotor gedreht wird und
eine Kugelmutter aufnimmt, die starr an einer Stößelstange befestigt ist, die in das
Tragrohr des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung reicht. Das Gehäuse für die
Abgabeeinrichtung ist für eine Linearbewegung entlang der Achse des Tragrohrs
angebracht und starr mit der Stößelstange so verbunden, daß die Stößelstange das
Gehäuse für die Abgabeeinrichtung von einer Seite zur anderen bewegt, wenn der
Servomotor eingeschaltet und seine Drehrichtung immer wieder umgekehrt wird.
Durch diese Gestaltung kann der Hub der Bewegung des Gehäuses für die
Abgabeeinrichtung von einer Seite zur anderen "im Flug" oder während der hin- und
hergehenden Bewegung von einer Seite zur anderen dadurch geändert werden, daß
lediglich der Punkt während der Hin- und Herbewegung geändert wird, an dem die
Drehrichtung des Servomotors umgekehrt wird. Die sich wiederholende Umkehrung
der Drehrichtung des Servomotors kann in die Steuerung der Vorrichtung so
einprogrammiert werden, daß sie mit einer Änderung der Breite der Gegenstände,
die sich durch die Spritzkabine bewegen, zusammenfällt. Bei Gegenständen von
konstanter Breite wird die Steuerung so programmiert, daß sie die Drehrichtung
des Servomotors nach einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen umkehrt, die
dem konstanten Hub des Gehäuses entspricht.
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Als zusätzliche Sicherheit sind dicht außerhalb der äußeren Grenzlinie sowohl des
Vorwärts- als auch des Umkehrhubs Endschalter vorgesehen, um im Falle eines
Versagens der Steuerung beispielsweise durch eine Störung im Programm ein
Überfahren zu verhindern. Wird einer der Endschalter ausgelöst, werden die
Servomotoren abgeschaltet und die Bedienperson durch eine Meldeeinrichtung,
beispielsweise ein Alarmsignal und/oder eine Signallampe, darauf aufmerksam
gemacht.
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Das Tragrohr für das Gehäuse für die Abgabeeinrichtung ist an seinen einander
gegenüberliegenden Enden in Lagerböcken montiert, die eine Vertikalbewegung der
Tragrohrenden relativ zu einander zulassen, so daß ein Ende des Gehäuses für die
Abgabeeinrichtung tiefer liegt als das andere. Um diese unabhängige
Vertikalbewegung der beiden Enden des Tragrohrs zu bewirken, werden die Schlitten an den
einander gegenüberliegenden Enden des Tragrohrs an den vertikalen Säulen relativ
zueinander so nach oben oder nach unten bewegt, daß ein Schlitten unterhalb des
anderen steht. Weil die Lagerböcke auf diese Weise eine Bewegung des Tragrohrs
und damit des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung ermöglichen und weil die
Vertikalbewegung eines jeden Schlittens unabhängig von einem eigenen
Servomotor gesteuert wird, können die Schlitten auf eine unabhängige Vertikalbewegung
programmiert werden, was bewirkt, daß die
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen Beschichtungsmaterial entlang eines Weges abgeben, der senkrecht zur
Bewegungsrichtung der Gegenstände durch die Spritzkabine konkav geformt ist.
Dank dieses Merkmals kann die Qualität einer Beschichtung, die auf eine konvex
geformte Oberfläche aufgebracht wird, beispielsweise auf eine Fahrzeugkarosserie
mit Dach oder Motorhaube, die über ihre Breite deutlich konvex geformt ist,
wesentlich verbessert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Aufbau, Arbeitsweise und Vorteile der Erfindung werden mit der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 einen teilweisen Aufriß des einen Endes der Spritzkabine, die eine
Einrichtung zum Bewegen von Abgabeeinrichtungen enthält;
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Fig. 2 eine Seitenansicht einer Innenwand der Spritzkabine entlang der Linie 2-
2 in Fig. 1;
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Fig. 3 ein teilweise aufgebrochener Aufriß eines der erfindungsgemäßen
Gehäuse für die Abgabeeinrichtung;
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Fig. 4 einen Querschnitt des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung entlang der
Linie 4-4 von Fig. 3;
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Fig. 5 eine Ansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 1;
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Fig. 6 eine schematische, teilweise aufgebrochene Ansicht entlang der Linie
6-6 in Fig. 5;
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Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig. 6;
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Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 6;
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Fig. 9 einen schematischen Aufriß der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Bewegen von Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen, der
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen der beiden Gehäuse für
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen zeigt, die in eine
Fahrzeugpritsche abgesenkt sind, wobei die
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen des einen Gehäuses bezogen auf die Abgabeeinrichtungen
des anderen Gehäuses versetzt angeordnet sind;
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Fig. 10 eine Draufsicht der Vorrichtung zum Bewegen der Abgabeeinrichtungen
entlang der Linie 10-10 in Fig. 9;
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Fig. 11 einen Querschnitt des zweiten Gehäuses für die Abgabeeinrichtungen
entlang der Linie 11-11 in Fig. 10;
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Fig. 12 einen Querschnitt des ersten und des zweiten Gehäuses für die
Abgabeeinrichtungen entlang der Linie 12-12 in Fig. 9; und
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Fig. 13 einen Querschnitt entlang der Linie 13-13 von Fig. 9.
Allgemeiner Aufbau
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Gemäß Fig. 1 weist eine Pulverspritzkabine 10 eine Decke 12, einen Boden 14,
einander gegenüberliegende innere Seitenwände 16, 18 und einander
gegenüberliegende äußere Seitenwände 20, 22 auf. Die inneren Seitenwände 16, 18, der
Boden 14 und die Decke 12 bilden eine Spritzkammer 24, die einen gesteuerten
Spritzauftragsbereich umschreibt, in dem Pulverbeschichtungsmaterial auf
Gegenstände aufgebracht wird, wie dies weiter unten noch näher ausgeführt wird. In Fig.
1 trägt eine auf eine Fördereinrichtung 26 aufgesetzte Trageinrichtung 28 eine
Fahrzeugkarosserie 30, die durch die Spritzkammer 24 der Spritzkabine 10 bewegt
wird.
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Wie weiter unten noch näher beschrieben wird, ist diese Vorrichtung insbesondere
zum Aufbringen von Pulverbeschichtungsmaterial auf im wesentlichen horizontal
ausgerichtete Oberflächen einer Fahrzeugkarosserie 30 bestimmt, die das Dach 32,
den Kofferraum 34 und eine Motorhaube (nicht abgebildet) aufweist. Das
Pulvermaterial wird aus einer Reihe von Abgabeeinrichtungen bzw. Abgabebehältern 36
abgegeben, die in noch näher beschriebenen Gehäuse 38, 38A für
Abgabeeinrichtungen bzw. Abgabebehälter aufgenommen sind. Beide Gehäuse 38, 38A für
die Abgabeeinrichtungen sind in der Spritzkammer 24 oberhalb der horizontalen
Oberflächen der Fahrzeugkarosserie 30 angebracht. Ein Paar Tragvorrichtungen 40
und 42, deren Aufbau und Arbeitsweise im folgenden noch näher beschrieben
wird, positionieren die Gehäuse 38, 38A für die Abgabeeinrichtungen innerhalb der
Spritzkammer 24. Bei der in Fig. 1 abgebildeten Spritzkabine 10 wird ein
"klimatisierter" Luftstrom, d. h. ein Strom von gefilterter und befeuchteter Luft, aus einer
Sammelkammer 44 an der Decke 12 abwärts in den unteren Bereich der
Spritzkabine 10 gerichtet. Die klimatisierte Luft wird aus einem in Fig. 1 schematisch
dargestellten Luftgehäuse 46 in die Sammelkammer 44 eingespeist. Während der
Bewegung aus der Sammelkammer 44 zum Spritzkabinenboden 14 nimmt die
klimatisierte Luft überschüssiges Pulvermaterial, das aus den Abgabeeinrichtungen
36 abgegeben worden ist, aber nicht an der Karosserie 30 haftet, auf. Das von der
Luft mitgeführte Pulvermaterial wird durch Gitter 48 am Boden 14 der Spritzkabine
10 in eine unterhalb des Bodens 14 angeordnete Pulversammel- und
-rückführeinrichtung 50 gesaugt.
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Die Details der Bauweise der Spritzkabine 10, einschließlich des Luftgehäuses 46
und der Pulversammel- und -rückführeinrichtung 50, sind als solche nicht Teil der
Erfindung und werden daher hier nicht beschrieben. Eine ausführliche Beschreibung
findet sich in der US-Patentanmeldung 07/510.295 mit dem Titel "Powder Coating
System", die am 16. April 1990 eingereicht wurde.
Gehäuse für die Abgabeeinrichtung
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Fig. 3 und 4 zeigen den Aufbau des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung im
Detail, wobei davon auszugehen ist, daß Aufbau und Arbeitsweise beim Gehäuse
38A für die Abgabeeinrichtung identisch sind. Das Gehäuse 38 für die
Abgabeeinrichtung weist eine innere Rahmenkonstruktion mit mehreren in Längsrichtung
voneinander beabstandeten, vertikal ausgerichteten Streben oder Rippen 52 auf,
die zwischen einem längs verlaufenden oberen Holm 54 und einem parallelen
unteren Holm 56 verbunden sind. Die Holme 54, 56 sind in in Längsrichtung
verlaufenden Abständen mittels starr daran befestigter Winkel 57 miteinander
verbunden. An jedem dieser Winkel 57 ist eine der Rippen 52 beispielsweise
mittels Bolzen 55 oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln befestigt. Am
unteren Holm 54 ist mittels Bolzen 61 eine Platte 59 befestigt. Die
Rahmenkonstruktion trägt eine aerodynamisch geformte Außenoberfläche oder Haut 58, die
vorzugsweise aus einem nicht leitfähigen Material gebildet ist und eine Vorderkante
60, eine Hinterkante 62, einander gegenüberliegende Seiten 64 und 66, die
zwischen den Kanten 60, 62 und einander gegenüberliegenden Enden 67 und 68
verlaufen. Die Außenhaut 58 ist mittels Schrauben 69 oder anderer geeigneter
Befestigungsmittel an den Streben 52 befestigt.
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Gemäß Fig. 4 ähnelt die "aerodynamische Form" der Außenhaut 58 des Gehäuses
38 für die Abgabeeinrichtung einer Tragfläche, beispielsweise einer
Flugzeugtragfläche. Die Vorderkante 60 hat eine im wesentlichen gekrümmte Form, die
Hinterkante 62 läuft konusförmig nach innen zu, und die beiden Seiten 64, 66 sind
zumindest über einen Teil ihrer Länge im wesentlichen konvex geformt. Bei dieser
ersten Ausführungsform haben beide Seiten 64, 66 eine radial nach außen
gekrümmte Form von der Vorderkante 60 der Außenhaut 58 bis etwa zum oberen
Holm 54 und eine radial nach innen gekrümmte Form vom oberen Holm 54 bis zu
einer Stelle 70 in der Nähe des unteren Holms 56. Die beiden Seiten 64 und 66
weisen vorzugsweise einen planen Abschnitt 72 zwischen der Stelle 70 und dem
untersten Abschnitt der Hinterkante 62 auf, der im unteren Bereich des Gehäuses
38 für die Abgabeeinrichtung eine im wesentlichen dreieckförmige Fläche bildet.
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An der Platte 59 am unteren, dreieckförmigen Abschnitt des Gehäuses 38 für die
Abgabeeinrichtung sind mit Bolzen 61 und 63 mehrere in Längsrichtung
voneinander beabstandete Abgabeeinrichtungen 74 montiert (siehe Fig. 4). Jede
Abgabeeinrichtung 74 weist eine Bohrung 78 auf, die ein Pulverzuführrohr 80 aufnimmt.
Das unterste Ende des Pulverzuführrohrs 80 ist in der Bohrung 78 mittels eines
nicht leitfähigen Düsenadapters 82 befestigt, der in die Basis der Bohrung 78
eingeschraubt ist. Der Düsenadapter 82 hat ein nach außen weisendes Ende, an
dem eine Pulverspritzdüse 84 befestigt ist, die mit O-Ringen 85 gesichert ist. Das
untere Ende des Pulverzuführrohrs 80 ist von der Düse 84 ausreichend
beabstandet, so daß das Pulver nicht elektrostatisch aufgeladen wird. Das obere Ende des
Pulverzuführrohrs 80 wird in einer Bohrung gehalten, die in einem
Befestigungsblock 86 ausgebildet ist, der mit einem oder mehreren Bolzen 88 am oberen Holm
54 befestigt ist. Wie im folgenden noch näher ausgeführt wird, wird bei jeder
Abgabeeinrichtung 36 das Pulverzuführrohr 80 in einem Versorgungshohlraum 90,
der sich über die Länge des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung erstreckt, und
dann durch eine Befestigungskonstruktion (wird noch beschrieben) in Verbindung
mit den Tragvorrichtungen 40 oder 42 zu einer Stelle außerhalb der Spritzkabine
10 geführt. Auf diese Weise ist das Pulverzuführrohr 80 vollständig von der
Spritzkammer 24 der Kabine 10 getrennt.
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Vor dem Aufbringen auf die Fahrzeugkarosserie 30 wird das Pulvermaterial
elektrostatisch aufgeladen, wodurch es sich leichter auf der Karosserie abscheidet bzw.
anlagert. Um das aus der Düse 84 abgegebene Pulvermaterial elektrostatisch
aufzuladen, ist an der Basis der Abgabeeinrichtung 74 an einer Stelle in der Nähe
der Auslaßöffnung 89 der Düse 84 eine Elektrodeneinheit 92 angebracht. Über ein
Elektrostatikkabel 94, das in einer dielektrischen Röhre 95 geführt wird, die durch
den Versorgungshohlraum 90 des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung zum
Befestigungsblock 86 verläuft, wo es von einer Halterung 96 gehalten wird, wird
die Elektrodeneinheit unter hoher Spannung elektrostatisch aufgeladen. Die
dielektrische Röhre 95 wird vom Befestigungsblock 86 getrennt, indem ein oberes Ende
gebildet wird, das von der Halterung 96 gehalten wird, und ein unteres Ende, das
an eine Hülse 97 angrenzt, die gleitbar im Befestigungsblock 86 aufgenommen ist.
Die Hülse 97 hat ein Innengewinde 98, das fest mit dem Elektrostatikkabel 94 in
der dielektrischen Röhre 95 verbunden ist. Die dielektrische Röhre 95 verläuft von
der Hülse 97 aus nach unten, wie in Fig. 4 gezeigt, in eine Bohrung 99, die in der
Abgabeeinrichtung 74 ausgebildet ist, wo sie mit einem dielektrischen Block 100
verschraubt ist, der ebenfalls in der Bohrung 99 gehalten wird.
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Zwischen der festsitzenden Halterung 96 und der bewegbaren Hülse 97 sitzt eine
Schraubenfeder 93, die das Elektrostatikkabel 94, wie in Fig. 4 gezeigt, nach unten
zu der Abgabeeinrichtung 74 drückt. Dadurch wird eine Feder 101, die am
untersten Ende des Elektrostatikkabels 94 angebracht ist, in elektrischen Kontakt mit
einem Widerstand 102 gedrückt, der im untersten Abschnitt der dielektrischen
Röhre 95 aufgenommen ist. Dieser Widerstand 102 steht in Kontakt mit anderen
Widerständen 103, die aufeinanderfolgend im dielektrischen Block 100
aufgenommen sind und so einen geschlossenen elektrischen Kanal zur Elektrodeneinheit 92
bilden. Vorzugsweise ist in der dielektrischen Röhre ein dielektrisches Material wie
Schmierfett vorhanden, das den Widerstand 102 und/oder die Widerstände 103
umschließt, um die Möglichkeit einer Glimmentladung in der Abgabeeinrichtung 74
zu reduzieren.
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Jede Abgabeeinrichtung 36 gibt an der Hinterkante 62 des Gehäuses 38 für die
Abgabeeinrichtung ein Muster von elektrostatisch aufgeladenem Pulvermaterial
nach unten auf die horizontal ausgerichteten Oberflächen der Fahrzeugkarosserie
30 ab. Wie am besten in Fig. 5 gezeigt ist, sind die beiden Gehäuse 38 und 38A
für die Abgabeeinrichtung in Richtung der Bewegung einer Fahrzeugkarosserie 30
durch die Spritzkabine 10 voneinander beabstandet und nehmen jeweils mehrere
Abgabeeinrichtungen 36 auf. Die im ersten Gehäuse 38 für die Abgabeeinrichtung
angebrachten Abgabeeinrichtungen 36 sind vorzugsweise in Längsrichtung gegen
die im zweiten Gehäuse 38A für die Abgabeeinrichtung enthaltenen
Abgabeeinrichtungen 36 versetzt, damit gewährleistet ist, daß das insgesamt von allen
Einrichtungen 36 der beiden Gehäuse 38, 38A erhaltene Spritzmuster alle
horizontalen Oberflächen der Fahrzeugkarosserie 30 vollständig bedeckt.
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Ein wichtiger Vorteil der Bauweise der Gehäuse 38 und 38A für die
Abgabeeinrichtung liegt darin, daß das Pulverzuführrohr 80 und die dielektrische Röhre 95
vollständig im Inneren der Gehäuse 38, 38A für die Abgabeeinrichtung liegen, um
so jede Verunreinigung der Umgebung in der Spritzkammer 24 der Kabine 10 zu
vermeiden. Wie bereits erwähnt, werden zu jeder Abgabeeinrichtung 36 ein
eigenes Pulverzuführrohr 80 und eine eigene dielektrische Röhre 95 durch eine
Befestigungskonstruktion der nachstehend beschriebenen Tragvorrichtungen 40,
42 in den Versorgungshohlraum 90 des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung
geführt. Weder vom Pulverzuführrohr 80 noch von der dielektrischen Röhre 95
liegt irgendein Teil frei in der Spritzkammer 24.
Bewegung des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2 und 5 bis 7 die Konstruktion
zum Bewegen der Gehäuse 38, 38A für die Abgabeeinrichtung und damit die
Abgabeeinrichtung 36 im einzelnen dargestellt. Weil die horizontal ausgerichteten
Oberflächen der Fahrzeugkarosserie 30 sich am Fahrzeug in unterschiedlichen
vertikalen Höhen befinden und gekrümmt oder anderweitig nichtlinear sein können,
ist es wünschenswert, die Gehäuse 38 und 38A für die Abgabeeinrichtung so
bewegen zu können, daß die darin enthaltenen Abgabeeinrichtung 36 in der
gewünschten Höhen- und Winkelposition relativ zu den zu beschichtenden
horizontalen Oberflächen gehalten werden können. Demgemäß ist eine Konstruktion
vorgesehen, mit der die Gehäuse 38, 38A für die Abgabeeinrichtung wie folgt
bewegt werden können: relativ zur Fahrzeugkarosserie 30 vertikal oder nach oben
und nach unten; von einer Seite auf die andere oder entlang einer Querachse 135
senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fahrzeugkarosserie 30 durch die
Spritzkabine 10 und gegenüber der Fahrzeugkarosserie 30 verschwenkt, wenn das Gehäuse
38 für die Abgabeeinrichtung um die Querachse geschwenkt wird (siehe Fig. 6).
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Wie bereits erwähnt, ist an den Tragvorrichtungen 40 und 42 jeweils ein Ende der
beiden unabhängigen Gehäuse 38 und 38A für die Abgabeeinrichtung befestigt.
Die Tragvorrichtungen 40 und 42 weisen Rücken an Rücken stehende vertikale
Säulen 105 und 107 auf, die mit einer gemeinsamen Basis 109 verschraubt sind
und durch einen vom Boden 14 der Spritzkabine 10 ausgehenden Stützwinkel 111
aufrechtgehalten werden (siehe Fig. 1 und 5). Vorzugsweise ist an der vertikalen
Säule 105 der Tragvorrichtung 40 ein Ende des Gehäuses 38 für die
Abgabeeinrichtung befestigt, während das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 38 für die
Abgabeeinrichtung von der vertikalen Säule 107 der Tragvorrichtung 42 gehalten
wird. Entsprechend trägt die vertikale Säule 107 der Tragvorrichtung 40 ein Ende
des Gehäuses 38A für die Abgabeeinrichtung, und die vertikale Säule 105 der
Tragvorrichtung 42 hält das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 38A für die
Abgabeeinrichtung. Jede vertikale Säule 105 weist eine Konstruktion zum
Verschwenken eines der Gehäuse 38, 38A für die Abgabeeinrichtung, während die
vertikalen Säulen 107 jeweils eine Konstruktion zum Bewegen eines der Gehäuse
38, 38A für die Abgabeeinrichtung von einer Seite zur anderen aufweist. Alle
vertikalen Säulen 105, 107 haben die gleiche Konstruktion zur Ermöglichung der
vertikalen Bewegung der Gehäuse 38, 38A für die Abgabeeinrichtung. Zur
leichteren Darstellung zeigen die Fig. 5 bis 8 Details der vertikalen Säule 105 der
Tragvorrichtung 40 sowie der vertikalen Säule 107 der Tragvorrichtung 42, die zum
Bewegen des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung verwendet werden. Es sei
darauf hingewiesen, daß die anderen vertikalen Säulen 105, 107 zum Bewegen
des Gehäuses 38A für die Abgabeeinrichtung konstruktiv und funktionsmäßig
identisch sind.
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Zum vertikalen Bewegen des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung tragen die
vertikalen Säulen 105 und 107 jeweils einen Schlitten 108, beispielsweise des
Fabrikats Nook, der entlang linearer Bahnen 110 und 112 vertikal bewegbar ist.
Entlang der Länge der vertikalen Säulen 105, 107 verläuft eine mit Gewinde
versehene Kugelumlaufspindel 114, die mit ihren gegenüberliegenden Enden
drehbar in Lagern 116 (von denen nur das untere dargestellt ist) aufgenommen ist.
Jeder Schlitten 108 weist ein Paar Greifarme 119, 121 auf, die die linearen
Bahnen 110, 112 umfassen und eine Kugelmutter 118 tragen, die auf der mit
Gewinde versehenen Kugelumlaufspindel 114 so aufsitzt, daß eine Drehung der
Kugelumlaufspindel 114 bewirkt, daß sich die Mutter 18 und damit der Schlitten
108 vertikal entlang der linearen Bahnen 110, 112 der Tragsäule 40 bzw. 42
bewegen.
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Die Drehung der Kugelumlaufspindeln 114 wird durch eine Antriebsvorrichtung
erreicht, wie sie unten in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Motor 120 ist mit einem
Reduktionsgetriebe 122 verbunden, das abtriebsseitig mit einer ersten Antriebswelle 124
und einer zweiten Antriebswelle 126 verbunden ist. Das gegenüberliegende Ende
der Antriebswellen 124, 126 ist jeweils mit einem 90º-Kegelradgetriebe 128
verbunden, das mit einem gewindelosen Abschnitt 130 der Kugelumlaufspindel
114 der vertikalen Säulen 105 und 107 verbunden ist. Wird der Motor 120
eingeschaltet, werden die Kugelumlaufspindeln 114 der Tragsäulen 105 und 107
entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um die
Schlitten 108 entlang der linearen Bahnen 110, 112 bezogen auf die vertikalen
Säulen 105, 107 vertikal nach oben oder nach unten zu bewegen. Vorzugsweise
ist ein Ende eines Seils 129 oben am Schlitten 108 befestigt, wobei das Seil 129
über eine Seilscheibe 131 geführt ist, die jeweils oben an den vertikalen Säulen
105 und 107 angebracht ist. Das gegenüberliegende Ende des Seils 129 ist mit
einem Gegengewicht 133 verbunden, das entlang der vertikalen Säulen 105, 107
bewegbar ist und die vorstehend beschriebene Antriebsvorrichtung in der
vertikalen Aufwärtsbewegung der Schlitten 108 entlang der vertikalen Säulen 105,
107 unterstützt.
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Auf der linken Seite von Fig. 6 ist die mit der vertikalen Säule 105 der
Tragvorrichtung 40 verbundene Konstruktion dargestellt. Diese Konstruktion erlaubt ein
Drehen oder Schwenken des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung um eine
Querachse 135, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fahrzeugkarosserie 30
durch die Spritzkabine 10 verläuft. Bei dieser ersten Ausführungsform ist ein
zylindrisches Rohr 132 mit den Greifarmen 119, 121 des der Tragvorrichtung 40
zugeordneten Schlittens 108 verbunden. An beiden Enden des Rohrs 132 sind
innen Lager 136 angebracht, in denen eine hohle Tragstange 138 drehbar
aufgenommen ist, die ein inneres Ende 140 hat, welches mit dem Gehäuse 38 für die
Abgabeeinrichtung verbunden ist. Wie in Fig. 3 und 6 mit gestrichelten Linien
angezeigt ist, verlaufen die Zuführeinrichtungen der im Gehäuse 38 für die
Abgabeeinrichtung aufgenommenen Abgabeeinrichtungen 36, z. B. die Pulver- und die
Stromzuführleitungen, durch das hohle Innere der Tragstange 138 in den
Versorgungshohlraum 90 des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung und von dort zu
den einzelnen Abgabeeinrichtungen 36, wie oben beschrieben. Durch diese
Bau
weise sind die Zuführleitungen wirksam gegenüber der Spritzkammer 24 der
Spritzkabine 10 isoliert.
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Das gegenüberliegende oder äußere Ende 142 der Tragstange 138 ist als Keilwelle
ausgebildet und bildet so eine Keilwellenverbindung mit einer Synchronscheibe
146, die von einem Synchronriemen 148 angetrieben wird, der zwischen der
Synchronscheibe 146 und einer zweiten Synchronscheibe 150 verläuft, die auf der
Abtriebswelle 152 eines Motors 154 sitzt. Der Motor 154 wird am Schlitten 108
von einem Winkel 156 gehalten. Beim Einschalten des Motors 154 dreht sich die
Synchronscheibe 146 und damit die Tragstange 138, so daß das Gehäuse 38 für
die Abgabeeinrichtung und die darin aufgenommenen Abgabeeinrichtungen 36 um
die Querachse 135 in die gewünschte Winkelposition relativ zu den horizontalen
Oberflächen der Fahrzeugkarosserie 30 gedreht werden.
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Im rechten Teil von Fig. 6 sowie in Fig. 7 und 8 ist die der vertikalen Säule 107
zugeordnete Konstruktion zum Bewegen des Gehäuses 38 für die
Abgabeeinrichtung von einer Seite zur anderen, d. h. parallel zur Querachse 135, gezeigt.
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Der der vertikalen Säule 107 zugeordnete Schlitten 108 trägt mit Greifarmen 119,
121 in der gleichen Weise wie vorstehend in Verbindung mit dem Rohr 132 der
vertikalen Säule 105 beschrieben ein hohles Rohr 158. Außerdem trägt der
Schlitten 108 einen Winkel 160, der einen Motor 162 hält, der mit einem Vorgelege 164
verbunden ist. Die Abtriebswelle 166 des Vorgeleges 164 ist ihrerseits über eine
Exzenterscheibe 168 mit einem Ende einer Kurbelwange 170 verbunden. Das
gegenüberliegende Ende der Kurbelwange 170 ist über eine Flanschwelle 172 mit
einer Stange 174 verbunden, die gleitbar in einem Zylinder 176 aufgenommen ist,
der starr an der Außenwand des Rohrs 158 befestigt ist, wobei der Zylinder 176
parallel zum Rohr 158 ausgerichtet ist.
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Ein Teil der Stange 174 ist mit einer Getriebeverzahnung 178 versehen, die in die
Verzahnung 180 eingreift, die an einem Ende einer Stange 182 ausgebildet ist,
deren Achse senkrecht zur Achse des Rohrs 158 verläuft. Das gegenüberliegende
Ende der Stange 182 ist bei 184 zapfenartig in einer Stütze 186 gelagert, die starr
an der Wand des Rohrs 158 befestigt ist (siehe Fig. 8). Die Stange 182 trägt ein
Zahnrad 188, dessen Zähne in Ringnuten 190 eingreifen, die an der Außenseite
einer zylindrischen, hohlen Tragstange 191 ausgebildet sind, die von Lagern 192,
194 im Inneren des Rohrs 158 gehalten wird. Das innere Ende 196 der Stange 191
trägt das gegenüberliegende bzw. rechte Ende des Gehäuses 38 für die
Abgabeein
richtung, wie in Fig. 6 gezeigt, so daß das Gehäuse 38 für die Abgabeeinrichtung
an gegenüberliegenden Enden über der Fahrzeugkarosserie 30 gehalten wird, die
sich durch die Spritzkabine 10 bewegt.
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Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird eine Bewegung des Gehäuses
38 für die Abgabeeinrichtung von einer Seite zur anderen wie folgt erreicht: Bei
eingeschaltetem Motor 162 wird durch das Vorgelege 164, die Welle 166 und die
Exzenterscheibe 168 die Kurbelwange 170 in eine exzentrische Bahn bewegt,
vergleichbar der Bewegung einer Kurbelwange, wie sie zum Antrieb der Räder einer
Lokomotive verwendet wird (vergleiche die durchgezogenen und die gestrichelten
Linien in Fig. 6). Dadurch wird die Stange 174 von der Kurbelwange axial in den
Zylinder 176 und aus diesem heraus bewegt. Dadurch wird die Stange 182 wegen
des Eingriffs der Verzahnung 178 der Stange 174 und der Verzahnung 180 der
Stange 182 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt. Durch die
Drehung der Stange 182 wird das auf ihr sitzende Zahnrad 188 gedreht, das in die
Zähne der ringförmigen Zahnstange 190 eingreift. Durch die Drehung des Zahnrads
188 wird die ringförmige Zahnstange 190 axial innerhalb des Rohrs 158 seitwärts
bewegt, d. h. entlang der Querachse 135, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der
Fahrzeugkarosserie 30 in der Spritzkabine 10 ist. Diese Seitwärtsbewegung der
ringförmigen Zahnstange 190 bewegt die Tragstange 191 und das daran befestigte
Gehäuse 38 für die Abgabeeinrichtung von einer Seite zur anderen, und das am
gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung befestigte
Tragrohr 138 kann in den Lagern 136 gleiten, um diese Bewegung zu ermöglichen.
Zusätzlich erlaubt die Keilwellenverbindung am äußeren Ende 142 des Tragrohrs
138 die Gleitbewegung des Tragrohrs 138 relativ zur Synchronscheibe 146, ohne
daß die dazwischen bestehende Drehverbindung unterbrochen wird, wie
vorstehend beschrieben.
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Alle genannten Bewegungen des Gehäuses 38 für die Abgabeeinrichtung werden
erzielt, während die Abdichtung zwischen der Spritzkammer 224 und den
Tragvorrichtungen 40, 42 bestehen bleibt. Wie in Fig. 2 gezeigt, führt das Rohr 158, das
die am Gehäuse 38 für die Abgabeeinrichtung befestigte Tragstange 191 trägt,
durch eine in der Seitenwand 18 ausgebildete bewegbare Abdichtung 200. Diese
Abdichtung 200 weist einen oberen Vorhang 202 und einen unteren Vorhang 204
auf, die sich in den Gehäusen 206, 208 im oberen bzw. unteren Teil der
Seitenwand 16 ähnlich wie Fensterrollos bewegen. Der obere Vorhang 202 und der
untere Vorhang 204 stoßen aneinander und umschließen das Rohr 158 abdichtend.
Bei einer vertikalen Bewegung des Rohrs 158 schieben sich die Vorhänge 202,
204 je nach der Richtung der Vertikalbewegung des Rohrs 158 im jeweiligen
Gehäuse 206, 208 zusammen oder aus diesem heraus. Zusätzlich werden die
Vorhänge 202, 204 ständig gegeneinander und in abdichtenden Eingriff mit dem
Rohr 158 gedrückt, so daß während der Drehbewegungen und der
Seitwärtsbewegungen des Rohrs 158 eine Abdichtung gewährleistet ist. Jedes der Rohre
132 und 158, die den vertikalen Säulen 105 und 107 der Tragvorrichtungen 40,
42 zugeordnet sind, ist mit einer Abdichtung 200 versehen.
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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Im folgenden wird auf die Fig. 9 bis 13 Bezug genommen, die eine
erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung 210 zeigen. Wie nachstehend im Einzelfall
angegeben wird, sind einige Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung
identisch mit den bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 8 beschriebenen, weshalb
diese Merkmale jetzt nicht mehr näher beschrieben werden. Zunächst ist zu
bemerken, daß die Vorrichtung gemäß Fig. 9 bis 13 jetzt in den Zeichnungen als
eine Spritzkabine aufweisend dargestellt ist, daß jedoch ersichtlich ist, daß die
erfindungsgemäße Vorrichtung ebenfalls vorzugsweise in Verbindung mit einer
Spritzkabine wie der in Fig. 1 gezeigten Spritzkabine 10 verwendet wird. Damit
wäre beispielsweise auch die komplette Umschließung, wie sie die Spritzkabine 10
darstellt, einschließlich der beweglichen Abdichtung 200 sowie des
Luftführungssystems 44, 46, 48 und der Pulversammeleinrichtung 50, für die
Beschichtungsvorrichtung 210 vorzusehen.
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Wie nachstehend noch genauer beschrieben wird, ist die in Fig. 9 bis 13 gezeigte
Beschichtungsvorrichtung in ihrer speziellsten Anwendungsform zum Aufbringen
von Pulverbeschichtungsmaterial auf die nach oben weisenden Oberflächen der
Ladefläche 211 a einer Pick-up-Karosserie 211, einschließlich der
Seitenwandoberkanten 212, auf Wunsch der Radkästen 214 und des Bodens 216 der
Ladefläche 211a bestimmt. Wie noch näher beschrieben wird, kann die Vorrichtung 210
zweckmäßig auch zum Beschichten anderer im wesentlichen ebener, konkaver
oder konvexer Oberflächen von Gegenständen, die durch die Spritzkabine bewegt
werden, verwendet werden. Es werden vorzugsweise zwei Gehäuse 220, 230 für
die Abgabeeinrichtung verwendet, um die Ladefläche 211a des Lieferwagens, der
durch die zwischen den Wänden 218 gebildete isolierte Spritzkammer 217 bewegt
wird, zu beschichten. Wie bereits erwähnt, sind die Wände 218 mit der bei der
ersten Ausführungsform offenbarten beweglichen Abdichtung 200 versehen, um
während der Bewegung der Gehäuse 220, 230 für die Abgabeeinrichtung die
Isolierung des Spritzbereichs bzw. der Spritzkammer 217 zu gewährleisten. Wie
am besten in Fig. 10 und 12 ähnlich wie in Fig. 1 bis 8 dargestellt, sind das erste
Gehäuse 220 und das zweite Gehäuse 230 voneinander in Richtung der Bewegung
der Pick-up-Karosserie 211 durch die Spritzkammer 217 getrennt, und die
Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 des Gehäuses 220 sind in Längsrichtung
gegenüber den Abgabeeinrichtungen 231 bis 235 des Gehäuses 230 versetzt, um eine
vollständige Beschichtung sicherzustellen.
Gehäuse für die Abgabeeinrichtung
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Wie in Fig. 9 gezeigt, trägt das erste Gehäuse 220 für die Abgabeeinrichtung
sechs Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen, nämlich zwei äußere
Abgabeeinrichtungen 221, 226 und vier vertikal verstellbare innere Abgabeeinrichtungen
222, 223, 224, 225. Wie in Fig. 9 gezeigt, sind die vier inneren
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 222, 223, 224, 225 jeweils an einem Tragarm 227
angebracht, der über am Tragarm 227 angebrachte lineare Lager (nicht abgebildet)
vertikal entlang der Schienen 228, 228a gleitet. Der Tragarm 227 ist am
bewegbaren Element 229a eines doppeltwirkenden stangenlosen Pneumatikzylinders 229
befestigt. Die äußeren Abgabeeinrichtungen 221, 226 sind starr am Gehäuse 220
für die Abgabeeinrichtung befestigt und bewegen sich zusammen mit diesem; wie
noch näher ausgeführt wird, sind sie so angebracht, daß sie die
Seitenwandoberkanten 212 der Lieferwagen-Ladefläche 211 a beschichten.
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Gemäß Fig. 11 trägt ein zweites Gehäuse 230 für Abgabeeinrichtungen fünf
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen, und zwar zwei äußere, unabhängig
voneinander vertikal verstellbare Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231,
235 und drei innere Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 232, 233, 234,
die unabhängig von den Abgabeeinrichtungen 231 und 235 vertikal verstellbar
sind. Die inneren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 232, 233, 234 sind
in gleicher Weise wie die vom ersten Gehäuse 220 für Abgabeeinrichtungen
gehaltenen inneren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 222, 223, 224,
225 starr an einem Tragarm 237 befestigt. Damit gleitet der Tragarm 237 über
geeignete lineare Lager (nicht abgebildet) entlang zwei Stangen oder Schienen 238,
238a. Der Tragarm 237 ist starr an dem bewegbaren Element 239a des
stangenlosen Zylinders 239 befestigt, der von gleicher Art ist wie der Zylinder 229. Bei
pneumatischer Betätigung des stangenlosen Zylinders 239 wird damit der Tragarm
237 zusammen mit den Abgabeeinrichtungen 232, 233, 234 vertikal bewegt.
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Die beiden äußeren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231, 235 sind an
gesonderten Tragarmen 240, 241 befestigt, die jeweils in der gleichen Weise wie
der mittige Tragarm 237 vertikal verstellbar sind, d. h. der Tragarm 240 gleitet über
geeignete lineare Lager (nicht abgebildet) entlang eines Paars Stangen oder
Schienen 242, 242a. Der Tragarm 240 ist außerdem am bewegbaren Element 244a
eines stangenlosen Zylinders 244 befestigt. Der Tragarm 241 ist in gleicher Weise
entlang eines Paars Stangen oder Schienen 243, 243a vertikal gleitbar und starr
am bewegbaren Element 245a eines stangenlosen Zylinders 245 befestigt. Wie der
stangenlose Zylinder 239 sind die stangenlosen Zylinder 244, 245 jeweils
vorzugsweise doppeltwirkende Pneumatikzylinder, die mit Druckluft aus
Luftzuleitungen (nicht abgebildet) beaufschlagt werden, die in die entsprechenden Gehäuse
220, 230, beispielsweise durch das hohle Tragrohr 263, das noch näher
beschrieben wird, führen. Ein oder alle stangenlosen Zylinder können natürlich durch
andere bekannte Betätigungselemente ersetzt werden. Diese Betätigungselemente
können beispielsweise elektrisch oder hydraulisch betriebene Elemente sein.
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Wie noch näher ausgeführt wird, sind die vom Gehäuse 230 für die
Abgabeeinrichtunggehalteneninneren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 232, 233,
234 dazu eingerichtet, mit den inneren
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 222, 223, 224, 225 zusammenzuwirken, um den Boden oder die untere
horizontale Oberfläche 216 der Lieferwagen-Ladefläche 211a vollständig zu
beschichten. Die äußeren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231, 235,
die vom Gehäuse 230 für die Abgabeeinrichtung gehalten werden, sind so
angebracht, daß sie die Außenabschnitte der Seitenkanten der unteren horizontalen
Oberfläche 216 beschichten, sie sind jedoch vertikal verstellbar und gesteuert, um
sich nach oben über die Radkästen 214 zu bewegen, wenn sich die Lieferwagen-
Ladefläche 211 a an den äußeren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231,
235 vorbeibewegt.
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Abgesehen von den Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 und
231 bis 235 und ihren entsprechenden Befestigungen sind die Gehäuse 220, 230
für Abgabeeinrichtungen im wesentlichen gleich aufgebaut. Deshalb sind
gleichartige Konstruktionselemente der beiden Gehäuse 220, 230 in den Zeichnungen
jeweils mit demselben Bezugszeichen bezeichnet, und mit der nachfolgenden
ausführlichen Beschreibung des Gehäuses 220 ist auch das Gehäuse 230 für die
Abgabeeinrichtung vollständig beschrieben.
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Gemäß Fig. 12 umfaßt das Gehäuse 220 für die Abgabeeinrichtung im
wesentli
chen einen Kasten 250, der eine geeignete Konstruktion zur Aufnahme aller
benötigen Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 und anderer
Bauteile, die entweder dem Gehäuse 220 oder den Abgabeeinrichtungen 221 bis
226 zugeordnet sind, liefert. Anders als die erste Ausführungsform, die eine
Konstruktion aus einem Rahmen und einer Ummantelung ist, ist der Kasten 250
des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung 220 vorzugsweise komplett aus einem
leichten, aber stabilen, nicht leitfähigen Verbundmaterial gefertigt, wie es von E. I.
DuPont de Nemours and Company hergestellt und unter der Bezeichnung "Nomex"
verkauft wird. Dieses Material umfaßt einen Kern in Wabenstruktur mit glatten,
aber steifen Außenflächen. Der Wabenkern kann mit einem Harzmaterial getränkt
werden, wenn Tragelemente oder andere Bauteile mittels Schrauben, Bolzen usw.
starr am Kasten 250 befestigt werden müssen. Wie speziell in Fig. 12 gezeigt,
weist der Kasten 250 des Gehäuses für die Abgabeeinrichtung eine obere konvex
gebogene Vorderkante 251 auf. Die Vorderkante 251 ist vorzugsweise
halbkreisförmig, um einen laminaren Luftstrom vom oberen Bereich der Spritzkabine zum
Boden der Spritzkabine zu begünstigen. Auch andere Bogenformen, die einen
laminaren Luftstrom begünstigen, können für die Vorderkante 251 verwendet
werden.
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Gemäß Fig. 9, 11 und 12 umfaßt der Kasten 250 der Gehäuse 220, 230 für
Abgabeeinrichtungen außerdem einander gegenüberliegende vertikale Seitenwände
253, 253a, die von der bogenförmigen Vorderkante 251 zu einer ebenen unteren
Wand 255 verlaufen. Außerdem verlaufen von der bogenförmigen Vorderkante
251 einander gegenüberliegende Abschlußwände 254, 254a zur unteren Wand
255. Obwohl diese Ausführung sich von dem in Fig. 4 gezeigten
tragflächenförmigen Gehäuse unterscheidet, begünstigt sie erwiesenermaßen in ausreichendem
Umfang den laminaren Luftstrom, wobei sie ein "Zusammendrängen" oder
Eingrenzen des Beschichtungsmaterialspritzmusters insbesondere bei Verwendung
von Pulverbeschichtungsmaterial verhindert. Wie in Fig. 1 l und 12 eigens gezeigt,
weisen die Abschlußwände 254, 254a jeweils ein Loch 256 zur Aufnahme eines
Tragrohrs auf, das noch näher beschrieben wird. Die Löcher 256 sind so
bemessen, daß zwischen dem Rand des Lochs 256 und der äußeren Oberfläche des
Tragrohrs 263 ein Abstand von etwa 1 /8" bis 1 /4" vebleibt. Durch diesen Abstand
kann Druckluft entweichen, die durch eine oder mehrere Luftleitungen, die durch
das Tragrohr 263 in den Gehäusekasten 250 führen, aus einer Quelle (nicht
abgebildet) in den Kasten 250 der Gehäuse für die Abgabeeinrichtung geleitet
wird. Diese Druckluft verhindert, daß zerstäubtes Beschichtungsmaterial in den
Kasten 250 gelangt und möglicherweise Schäden an darin aufgenommenen
Bautei
len wie den Luftzylindern 229, 239, 244, 245 verursacht. Die untere Wand 255
der Kästen der Gehäuse 250 für die Abgabeeinrichtungen enthält mehrere Löcher
257 für die Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 und 231 bis 235, die dort
hindurchgeführt werden, wie in Fig. 12 für die Abgabeeinrichtungen 223 und 233 gezeigt.
Auch die zwischen den Rändern der Löcher 257 und den Abgabeeinrichtungen 221
bis 226 und 231 bis 235 vorgesehenen Abstände bilden Abführöffnungen für die
Druckluft in den Kästen 250.
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Wie in Fig. 12 hinsichtlich der Abgabeeinrichtungen 223, 233 weiter gezeigt ist,
weisen die Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 und 231 bis 235 für
Pulverbeschichtungsanwendungen jeweils eine Düse 258 und eine Elektrodeneinheit 259 auf. Die
Düse 258 wird über ein Zuführrohr 258a mit Pulverbeschichtungsmaterial versorgt,
und die Elektrodeneinheit 259 bewirkt über ein dielektrisches Rohr 259a in der bei
der ersten Ausführungsform beschriebenen Weise eine elektrostatische Aufladung
des abgegebenen Beschichtungsmaterials. Die Beschichtungsmaterialzuführrohre
258a, die dielektrischen Rohre 259a und die Luftzuführrohre (nicht abgebildet)
werden vorzugsweise sämtlich durch die entsprechenden Tragrohre 263 in die
Abgabeeinrichtungen 220, 230 geführt, so daß sie vollständig von der
Spritzkammer 217 isoliert sind. In das Tragrohr 263 ist ein Ausschnitt 263c eingearbeitet,
der Raum für die verschiedenen Zuführrohre und Kabel bietet, die in den Kästen
250 entsprechend zuzuordnen sind. Die Löcher 260 im horizontalen Stützelement
252 (nachstehend beschrieben) ermöglichen die Zuführung beispielsweise der
Pulverzuführrohre 258a und der dielektrischen Rohre 259a zu den verschiedenen
Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 und 231 bis 235.
Bewegung des Gehäuses für Abgabeeinrichtungen
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Die Möglichkeiten der horizontalen und der vertikalen Bewegung sowie die
Konstruktion, die diese Bewegung ermöglicht, sind bei den Gehäusen 220 und 230 für
die Abgabeeinrichtungen die gleichen. Die Bewegungsmöglichkeiten und die
Konstruktion werden daher nur mit Bezug auf das Gehäuse 220 näher beschrieben.
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Wie in Fig. 9 und 12 gezeigt, weist der Kasten des Gehäuses 250 der
Abgabeeinrichtung ein innenliegendes horizontales Stützelement 252 auf, das starr zwischen
den vertikalen Seitenwänden und den Abschlußwänden 253, 253a und 254, 254a
des Kastens 250 angebracht ist. Wie bereits erwähnt, sind in den einander
gegenüberliegenden Abschlußwänden 254, 254a des Kastens 250 Löcher 256 zur
Aufnahme eines Tragrohrs 263 über die gesamte Länge des Kastens 250 enthalten
(Fig. 9). Lagerböcke 265, 266, die starr mit den entsprechenden Schlitten 268,
269 verbunden sind, tragen und halten das Tragrohr 263 und das Gehäuse 220 für
die Abgabeeinrichtung, indem sie die Enden 263a, 263b des Tragrohrs 263, die
einen kleineren Durchmesser haben, aufnehmen. Zwischen dem Kasten 250 des
Gehäuses 250 für die Abgabeeinrichtung und dem Tragrohr 263 gibt es zwei
Befestigungspunkte. Diese beiden Befestigungspunkte weisen lineare Bahnen 270,
271, die an einander gegenüberliegenden Enden des Kastens 250 des Gehäuses
für die Abgabeeinrichtung starr am Tragrohr 263 befestigt sind, sowie
entsprechende lineare Lager 272, 273 auf, die starr am horizontalen Stützelement 252
befestigt sind und entlang den entsprechenden linearen Bahnen 270, 271 gleiten.
Das Tragrohr 263 weist außerdem in einem Teil seine Unterseite einen Längsschlitz
276 auf, damit eine starre Verbindung zwischen einer durch das Rohr 263
verlaufenden Stößelstange 274 und dem horizontalen Stützelement 252 des Gehäuse
für die Abgabeeinrichtungkastens 250 hergestellt werden kann. Zu diesem Zweck
ist ein Verbindungsstück 275 starr zwischen dem Ende der Stößelstange 274 im
Tragrohr 263 und einer Oberseite des horizontalen Stützelements 252 befestigt.
Das Verbindungsstück 275 führt durch den Längsschlitz 276 im Tragrohr 263. Die
Stößelstange 274 wird durch einen hin- und hergehenden Antriebsmechanismus
(weiter unten noch näher beschrieben) am Schlitten 268 hin- und herbewegt, und
zwar parallel zur Längsachse des Tragrohrs 263, um das Gehäuse 220 für die
Abgabeeinrichtung entlang des Tragrohrs 263 durch Bewegung entlang der linearen
Bahnen 270, 271 vor und zurück zu bewegen.
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Gemäß Fig. 10 ist das Ende der Stößelstange 274 gegenüber dem
Verbindungsstück 275 an einer Kugelmutter 277 befestigt, die auf einer drehbar auf dem
Schlitten 268 angebrachten Kugelumlaufspindel 278 sitzt. Die Kugelumlaufspindel
278 wird durch einen Servomotor 279 in Drehung versetzt, der ebenfalls am
Schlitten 268 montiert ist und eine Abtriebswelle hat, die über einen Riemen 280
mit einem Ende der Kugelumlaufspindel 278 verbunden ist. Der Servomotor 279
ist umschaltbar und wird über eine herkömmliche Steuerung betrieben, die die
Drehrichtung der Abtriebswelle des Servomotors 279 immer wieder ändert, so daß
die Drehrichtung der Kugelumlaufspindel 278 und damit die Bewegungsrichtung
des Gehäuses 220 für die Abgabeeinrichtung immer wieder umgekehrt wird, um
eine hin- und hergehende Bewegung des Gehäuses 220 von einer Seite zur
anderen entlang des Tragrohrs 263 zu bewirken.
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Werden Gegenstände von einheitlicher Breite beschichtet, wird die Steuerung
vorzugsweise so programmiert, daß der Servomotor 279 fortlaufend nach einer
vorgegebenen konstanten Anzahl von Umdrehungen der Kugelumlaufspindel 278,
die der vorgegebenen richtigen Verfahrenslänge des Gehäuses 220 entspricht,
umgeschaltet wird. Die Verwendung eines Umschaltgetriebes mit Servoantrieb
ermöglicht jedoch beachtliche Flexibilität und eine sofortige Änderung der Hin- und
Herbewegungen des Gehäuses 220. In dieser Hinsicht liegt ein Vorteil darin, daß
die Verfahrenslänge der Hin- und Herbewegung und/oder die Geschwindigkeit des
Gehäuses 220 für die Abgabeeinrichtung "im Flug" oder mit anderen Worten
während der Hin- und Her- oder Pendelbewegung des Kastens 250 des Gehäuses
für die Abgabeeinrichtung entlang der Längsachse des Tragrohrs 263 geändert
werden kann. Im Einzelfall ist daran zu denken, eine geeignete Steuerung mit
einem entsprechenden Programm zum Umschalten des Servomotors 279 zu
unterschiedlichen Zeiten während unterschiedlichen Teilen eines
Pulverbeschichtungsvorgangs zu verwenden, um so einen Pendel- oder Hin- und
Herbewegungshub zu erzeugen, dessen Länge und Geschwindigkeit sich entsprechend der
Änderung in der Breite des unter den Gehäusen 220, 230 für die
Abgabeeinrichtungen hindurchgeführten Gegenstands ändern. Die Steuerung betreibt den
Servomotor 279 dann so, daß ein längerer Hin- und Herbewegungshub entsteht, wenn
die Breite des unter den Gehäusen 220, 230 für die Abgabeeinrichtung
hindurchgeführten Gegenstands größer ist, und ein kürzerer Hin- und Herbewegungshub,
wenn die Breite des unter den Gehäuse 220, 230 für die Abgabeeinrichtungen
hindurchgeführten Gegenstands kleiner ist. Natürlich können bekannte
Programmiertechniken verwendet werden, um eine Änderung des Hin- und
Herbewegungshubs genau dann zu bewirken, wenn sich die Breite des unter den Gehäusen 220,
230 hindurchgeführten Gegenstands allmählich oder abrupt ändert.
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Gemäß Fig. 9 weist die Vorrichtung 210 außerdem eine Datensicherung für die
programmierbare Steuerung auf, die zum Betreiben des Umschaltantriebs,
insbesondere des Servomotors 279, verwendet wird. Im einzelnen ist ein Paar
Endschalter 282, 283 am Schlitten 268 angebracht, die im jeweiligen Anwendungsfall
in einer Position unmittelbar außerhalb der äußeren Grenze des betreffenden Hin-
und Herbewegungshubs der Gehäuse 220, 230 für die Abgabeeinrichtung
schalten. Ein Schalthebel 284 ist mit der Kugelmutter 277 verbunden, bewegt sich mit
dieser und greift in die Hebelarme 282a, 283a der entsprechenden Endschalter
282, 283 ein, wenn die Steuerung versagt, beispielsweise durch einen
Programmfehler, der dazu führt, daß ein oder beide Gehäuse 220, 230 die äußere Hubgrenze
überfahren. Die Endschalter 282, 283 sind in herkömmlicher Weise mit der
Steuerung so verbunden, daß sie den Servomotor 279 abschalten und die Bedienperson
aufmerksam gemacht wird, beispielsweise durch ein akustisches Signal und/oder
eine Warnlampe (nicht abgebildet).
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Wie in Fig. 9 weiter gezeigt, ist für beide Gehäuse 220, 230 für die
Abgabeeinrichtung jeweils ein Paar vertikaler Tragelemente 290, 291 vorgesehen, die die
Gehäuse 220, 230 für die Abgabeeinrichtung über den zu beschichtenden
Gegenständen halten und die Vertikalbewegung der Gehäuse 220, 230 für die
Abgabeeinrichtung relativ zu den darunter hindurchgeführten Gegenständen ermöglichen.
Zu beachten ist, daß aus Wartungs- und Platzgesichtspunkten das
Umschaltgetriebe einschließlich der Kugelumlaufspindel 278, des Servomotors 279 usw. des
ersten Gehäuses 220 für die Abgabeeinrichtung am Schlitten 268 und am
vertikalen Tragelement 290 auf einer Seite der Spritzkammer 217 angebracht ist,
während das Umschaltgetriebe des zweiten Gehäuses 230 für die
Abgabeeinrichtung an einem identischen Schlitten 268, jedoch am vertikalen Tragelement
291 auf der anderen Seite der Spritzkammer 217 angebracht ist (siehe Fig. 10).
Dadurch ist auch Platz für einen Seiten- oder Pitchantrieb, der die Sprühpistolen
Seite an Seite entlang des Tragrohres 263 bewegt, und einen Schwenk- oder
Toeingantrieb, der das Gehäuse 220, 230 um das Tragrohr 263 verschwenkt, für
die entsprechenden Gehäuse 220, 230, die an den vertikalen Tragelementen 290,
291 gegenüber den entsprechenden Umschaltgetrieben angebracht sind.
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Die vertikalen Tragelemente 290, 291 sind ähnlich aufgebaut wie die vertikalen
Tragvorrichtungen 40, 42, insofern als sie eine an einer Basis 293 befestigte
vertikale Säule 292 aufweisen und außerdem durch eine angewinkelte Strebe 294
aufrechtgehalten werden. Wie bei der ersten Ausführungsform weisen die
vertikalen Säulen 292 jeweils lineare Bahnen 297, 294 auf, die geeignete lineare
Lagereinheiten (nicht abgebildet) tragen, die mit den entsprechenden Schlitten
268, 269 verbunden sind. Die vertikalen Tragelemente 290, 291 weisen ferner
eine Kugelumlaufspindel 299 auf, die eine Kugelmutter (nicht abgebildet) trägt, die
starr mit dem entsprechenden Schlitten 268, 269 verbunden ist, wie in Fig. 1 bis
8 gezeigt. Außerdem sind ähnlich wie bei Fig. 1 bis 8 Ketten 287 vorhanden, die
an den entsprechenden Schlitten 268, 269 befestigt sind, bei den Säulen 292 über
ein Kettenrad 288 laufen und deren gegenüberliegende Enden Gegengewichte 289
tragen, die die Vertikalbewegung der Schlitten 268, 269 entlang der Säulen 292
unterstützen.
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Der wesentliche Unterschied zwischen den vertikalen Tragelementen 290, 292 und
den vertikalen Tragvorrichtungen 40, 42 liegt darin, daß ein Servomotor 300
verwendet wird, um die einzelnen Kugelumlaufspindeln 299 unabhängig
vonein
ander zu drehen, statt daß ein Motor vorgesehen ist, der über ein Getriebe, wie es
in Fig. 1 gezeigt ist, mit beiden Kugelumlaufspindeln verbunden ist. Wie im
folgenden noch näher erläutert wird, ermöglicht die Verwendung gesonderter
Servomotoren 300 zum unabhängigen Drehen der Kugelumlaufspindeln 299 eine unabhängige
Höhenverstellung der Schlitten 268, 269, um das Tragrohr 263 in der mit Pfeilen
308, 309 angezeigten Richtung zu drehen und wirksam ein konkaves Spritzmuster
zu erzeugen, das den konvex geformten Gegenständen, die unter den Gehäusen
220, 230 für die Abgabeeinrichtung hindurchgeführt werden, entspricht. Die
Schwenkbewegung des Tragrohrs 263 wird durch die Lagerböcke 265, 266
ermöglicht, die ein Verschwenken um etwa 15º ermöglichen. Statt der Lagerböcke
265, 266 oder in Verbindung damit können auch Universalgelenke oder andere
Gelenke und Stützen verwendet werden.
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Gemäß Fig. 13 weisen die Schlitten 268 der Gehäuse 220, 230 für die
Abgabeeinrichtung jeweils einen gesonderten Endschalter 303 auf, der einen Hebelarm 304
hat, welcher in Eingriff mit einer Nocke 306 steht, die starr an dem Abschnitt
263a des entsprechenden Tragrohrs 263 angebracht ist, das einen verringerten
Durchmesser hat. Die Nocke 306 weist eine Nockenoberfläche 307 auf, die den
Hebelarm 304 des Endschalters 303 freigibt, wenn beispielsweise das Gehäuse
220 für die Abgabeeinrichtung und das damit verbundene Tragrohr 263 um die
Längsachse des Tragrohrs 263 gedreht worden sind. Eine Drehung des Tragrohrs
263 erfolgt beispielsweise bei einer Kollision zwischen einem Teil des Gehäuses
220 für die Abgabeeinrichtung, einschließlich der Abgabeeinrichtungen 221 bis
226, und dem Gegenstand, beispielsweise dem Aufbau 211 des Pick-up-Wagens,
der nach links durch die Spritzkabine wandert, wie in Fig. 13 gezeigt. Sowie der
Hebelarm 304 des dem Gehäuse 220 oder dem Gehäuse 230 zugeordneten
Endschalters infolge einer Kollision freigegeben worden ist, sendet der Endschalter
303 ein Signal an die Steuerung, um ein schnelles Notrückzugsprogramm
einzuleiten, welches bewirkt, daß die Gehäuse 220, 230 und die mit ihnen
verbundenen Abgabeeinrichtungen 221 bis 226, 231 bis 235 einen Sprung über den
ankommenden Aufbau 211 des Pick-up-Wagens machen, so daß eine weitere
stärkere Beschädigung der Gehäuse 220, 230 für die Abgabeeinrichtungen und ihrer
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221 bis 226, 231 bis 235 sowie des
Aufbaus 211 des Pick-up-Wagens, der unter den
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 220, 230 hindurchgeführt wird, verhindert wird.
Beschichtungsvorgang
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Arbeitsweise und Bewegung der Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 220,
230 werden in Verbindung mit ihrer Verwendung zum Beschichten der nach oben
weisenden Oberflächen einer Ladefläche 211a eines Pick-up-Wagens beschrieben,
jedoch ist davon auszugehen, daß die verschiedenen Manövriermöglichkeiten der
Gehäuse 220, 230 der Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 220, 230
sowie der Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 und 231 bis
235 es ermöglichen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschichten einer
Vielzahl von Gegenständen von unterschiedlicher Form und Größe verwendet
werden kann.
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Gemäß Fig. 9 sind die Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221 bis 226
des ersten Gehäuses 220 für die Abgabeeinrichtung sowie die
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231 bis 235 des zweiten Gehäuses 230 für die
Abgabeeinrichtung in einer in der Ladefläche 211 a eines Pick-up-Wagens abgesenkten
Position gezeigt. Ferner ist die Karosserie 211 des Pick-up-Wagens in der
Spritzkammer 217 zu einer Stelle bewegt worden, an der die Radkästen 214 unmittelbar
unter dem zweiten Gehäuse 230 für die Abgabeeinrichtung stehen. An dieser
Stelle stehen die äußeren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221, 226
des ersten Gehäuses 220 für die Abgabeeinrichtung etwa 15,24 cm (6 Inch) über
den horizontalen oberen Seitenkanten 212 der Ladefläche 211a, während die
inneren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 222 bis 225 des ersten
Gehäuses 220 für die Abgabeeinrichtung sowie die inneren Beschichtungsmaterial-
Abgabeeinrichtungen 232 bis 234 des zweiten Gehäuses 230 für die
Abgabeeinrichtung etwa 15,24 cm (6 Inch) über dem Boden 216 der Ladefläche 211 a des
Pick-up-Wagens angeordnet sind. Dabei werden die Gehäuse 220, 230 für die
Abgabeeinrichtungen anfangs jeweils relativ zum Vorderende der sich bewegenden
Ladefläche 211a abgesenkt, indem die Schlitten 268, 269 an den vertikalen
Tragvorrichtungen 290, 291 abgesenkt werden, bis die äußeren, feststehenden
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221, 226 in ihrer Betriebsposition
über den Seitenkanten 212 der sich bewegenden Ladefläche 211a stehen. Dann
werden alle vertikal verstellbaren Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 222
bis 225 und 231 bis 235 mittels der entsprechenden stangenlosen Zylinder 229,
239, 244 und 245 in ihre Betriebsposition etwa 15,24 cm (6 Inch) über dem
Boden 216 der sich bewegenden Ladefläche 211a abgesenkt.
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Sobald die Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 und 231 bis
235 in ihrer abgesenkten Betriebsposition am Vorderende der Ladefläche 211a
stehen, wobei sich die Fahrzeugkarosserie 211 in Vorwärtsrichtung, d. h. nach
links, bewegt, wie in Fig. 12 und 13 gezeigt, werden die Gehäuse 220, 230 für die
Abgabeeinrichtungen in der oben beschriebenen Weise entlang der Achse ihres
jeweiligen Tragrohrs 263 hin- und herbewegt. Diese Hin- und Herbewegung stellt
sicher, daß Pulverbeschichtungsmaterial zumindest auf den Oberflächen 212 und
216 der Ladefläche 211a gleichmäßig verteilt wird, und wenn die Radkästen 214
nicht bereits beispielsweise mittels eines Roboteranstreicharms beschichtet worden
sind, können sie mit den Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231 und 235
beschichtet werden.
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Wenn sich die Radkästen 214, wie speziell in Fig. 11 zu sehen, den äußeren
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231, 235 des zweiten Gehäuses 230 für
die Abgabeeinrichtung nähern, werden die entsprechenden stangenlosen Zylinder
244, 245 betätigt, um die Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231, 235
über die Radkästen 214 zu der in Fig. 11 gezeigten Position anzuheben. Sind die
Radkästen 214 bereits beschichtet worden, beispielsweise mittels eines
Roboterarms oder einer anderen Einrichtung, oder sollen sie während des
Beschichtungsvorgangs zu einem späteren Zeitpunkt mittels einer entsprechenden Einrichtung
beschichtet werden, werden die Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231,
235 beim Anheben gleichzeitig abgeschaltet, während die Radkästen 214
passieren und die Abgabeeinrichtungen 231, 235 in ihre Betriebsposition 15,24 cm (6
Inch) über dem Boden 216 abgesenkt werden. Werden die Abgabeeinrichtungen
231, 235 zum Beschichten der Radkästen 214 eingesetzt, werden sie in
konstantem Abstand über der oberen gebogenen Oberfläche der Radkästen 214
gehalten, wobei dieser Abstand vorzugsweise etwa 15,24 cm (6 Inch) beträgt und
beibehalten wird, bis die Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 231, 235
wieder in der Betriebsposition etwa 15,24 cm (6 Inch) über dem Baden 216 der
Ladefläche 211 a sind.
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Wenn während des Beschichtungsvorgangs eines oder beide der Gehäuse 220,
230 für die Abgabeeinrichtung oder einer der
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 oder 231 bis 235 mit einem Teil der Fahrzeugkarosserie
211 kollidiert, dreht sich, wie bereits kurz erwähnt, das Tragrohr 263 des einen
oder beider Gehäuse 220, 230 um seine Längsachse in den Lagerböcken 265, 266 -
und bewirkt, daß die Nockenoberfläche 307 der Nocke 306 den Endschalter 303
betätigt, indem sie den Hebelarm 304 des Endschalters freigibt. Durch Betätigung
des Endschalters 303 wird dann von der Steuerung ein schnelles
Notrückzugs
programm gestartet, so daß die Gehäuse 220, 230 sofort angehoben werden,
damit größere Schäden an der Vorrichtung 210 oder der Pick-up-Karosserie 211
verhindert werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 210 kann auch zum gleichmäßigen Beschichten
konvexer oberer Oberflächen eines Gegenstands verwendet werden, weil die
Lagerböcke 265, 266 eine Schwenkbewegung zulassen. Dafür wäre eine
herkömmliche programmierbare Steuerung zum Betrieb der Servomotoren 300 zu
verwenden, damit die entsprechenden Schlitten 268, 269 unabhängig voneinander
gehoben und gesenkt werden können und eine Schwenkbewegung der Gehäuse
220, 230 für die Abgabeeinrichtung in einer Ebene senkrecht zur
Bewegungsstrecke des bzw. der Gegenstände, die unter den Gehäuse 220, 230 für die
Abgabeeinrichtungen hindurchgeführt werden, sowie in der in Fig. 9 mit den
Pfeilen 308, 309 angezeigten Richtung bewirkt wird. Selbst wenn die unteren
Enden aller Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen 221 bis 226 und 231 bis
235 in gleicher Höhe miteinander sind, bewirkt beispielsweise die durch die
gesteuerte, voneinander unabhängige Bewegung der Schlitten 268, 269 ausgelöste
Schwenkbewegung, daß das Sprühmuster über die Breite des zu beschichtenden
Gegenstands eine konkave Form annimmt, die der äußeren Oberfläche des
Gegenstands entspricht, die in einer Richtung quer zum Transportweg des Gegenstands
durch die Spritzkabine konvex ist.
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Bei der vorstehend dargestellten Ausführungsform gibt es für den Fachmann
zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten. Insbesondere ist zu erkennen, daß viele
Gestaltungsmerkmale gemäß Fig. 1 bis 8 bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ersetzt werden können.
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Je nach dem Einsatzziel der Beschichtungsvorrichtung 210 kann auch eine
beliebige Anzahl der Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen vertikal verstellbar
ausgeführt sein.
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Außerdem können viele Abänderungen vorgenommen werden, um eine bestimmte
Situation oder ein bestimmtes Material der Lehre der Erfindung anzupassen, ohne
daß dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
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Auch wenn bei der geschilderten Ausführungsform zum Aufbringen von
Pulverbeschichtungsmaterial auf horizontal ausgerichtete Oberflächen einer
Fahrzeugkarosserie 30 und einer Ladefläche 211a eines Pick-up-Wagens zwei Gehäuse für
die Abgabeeinrichtung verwendet werden, ist ferner davon auszugehen, daß im
Grunde eine beliebige Anzahl von Gehäusen für die Abgabeeinrichtung eingesetzt
werden könnte, von denen jedes eine gewünschte Anzahl von
Beschichtungsmaterial-Abgabeeinrichtungen aufnimmt, und daß der Anbringungsort der Gehäuse
für die Abgabeeinrichtung nicht unbedingt auf den Kopfbereich der Spritzkabine
beschränkt ist. Es ist auch daran zu denken, daß die abgebildete Form der Gehäuse
für die Abgabeeinrichtung an anderen Stellen innerhalb der Spritzkabine
zweckmäßig wäre.
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Die Erfindung soll daher nicht auf die spezielle Ausführungsform, die als beste
Ausführungsform der Erfindung offenbart worden ist, beschränkt sein, sondern alle
Ausführungsformen einschließen, die von den beigefügten Ansprüchen gedeckt
sind.